Conclusões

Dados de concessionárias de energia elétrica têm sugerido que a substituição das redes de distribuição convencionais pelas redes compactas é eficiente na redução de desligamentos não programados no sistema elétrico. Em virtude da camada polimérica isolante dos cabos, o contato momentâneo e acidental entre estes cabos ou com estruturas aterradas não determina a ocorrência de faltas no sistema elétrico. Entretanto, algumas peculiaridades devem ser levadas em consideração, principalmente no tocante às sobretensões de origem atmosférica, principal causa de desligamento nas redes de distribuição aéreas. Diante dessa situação, nesta dissertação de mestrado foram avaliados os efeitos proporcionados pela cobertura isolante na suportabilidade de cabos cobertos em uma estrutura monofásica típica utilizada em redes de distribuição compactas da CEMIG (CM2).

Adotou-se como caso crítico para avaliação do impacto da cobertura isolante na suportabilidade da estrutura CM2 os resultados obtidos com o emprego de cabos nus. Em virtude da norma ABNT (2013) conter procedimentos de ensaio para avaliação da suportabilidade de meios isolantes classificados como autorrecuperantes, a obtenção desses parâmetros foi de relativa simplicidade. Nos ensaios realizados com impulsos de tensão atmosféricos normalizados, foram calculados valores de U90 iguais a 133,5 kV e

161,3 kV para impulsos de tensão de polaridade positiva e negativa, respectivamente. Esse resultado confirma a expectativa de menor suportabilidade da estrutura com cabo nu à aplicação de impulsos de tensão de polaridade positiva, com uma redução de 17,3% em relação ao valor obtido para a aplicação de tensões com polaridade negativa.

Entretanto, a norma ABNT (2013) não apresenta procedimentos de ensaio para determinação da suportabilidade quando introduzidos meios isolantes não autorrecuperantes, tampouco correções atmosféricas para estas situações. Em vista disso, assim como realizado por Lima (2015a), foi necessária a criação de procedimentos de ensaio capazes de avaliar o nível de suportabilidade de cabos com cobertura isolante, além de uma extensão dos métodos de correção atmosférica para meios isolantes não autorregenerativos. Deste modo, tornou-se necessária a criação de dois diferentes métodos de ensaio quando considerados cabos cobertos montados na estrutura CM2. No primeiro foi conduzida a remoção de cargas após cada aplicação

impulsiva no cabo (Grupo 1) e o segundo consistiu na realização de testes sem a remoção das cargas acumuladas na superfície isolante do cabo (Grupo 2). Dessa forma, a análise da influência do acúmulo de cargas na suportabilidade da estrutura pôde ser quantificada.

Os resultados obtidos a partir dos ensaios considerando cabos cobertos indicaram uma inversão do comportamento observado para cabos nus, ou seja, a estrutura apresentou menor suportabilidade frente a impulsos de tensão de polaridade negativa. A suportabilidade mediana calculada para impulsos de polaridade negativa foi de 225,8 kV, 10,4% inferior ao valor mediano calculado para impulsos de polaridade positiva (252 kV). Isso indica a influência não somente da polaridade, mas também do meio isolante na suportabilidade da estrutura. Em situações que envolvem o emprego de cabos nus, sobretensões de polaridade positiva levam a uma menor suportabilidade da estrutura avaliada; quando considerado um cabo com cobertura de XLPE, sobretensões de polaridade negativa resultam em menores suportabilidades por parte da estrutura.

Em relação ao parâmetro U90 calculado para cabos nus, a tensão mediana

suportável obtida para cabos cobertos se mostrou consideravelmente superior, independentemente da polaridade da tensão impulsiva aplicada. Com o emprego de cabos nus, calculou-se o valor de U90 de 134 kV para impulsos de tensão de polaridade

positiva ao passo que, em cabos cobertos, a tensão suportável mediana elevou-se para 252 kV, exibindo um aumento de 88%. Essa mesma comparação (U90 x tensão

disruptiva mediana) para impulsos de tensão de polaridade negativa exibiu um aumento de 161 kV para 226 kV, um acréscimo de aproximadamente 40% na suportabilidade quando empregados cabos cobertos.

Os ensaios em cabos cobertos também possibilitaram a identificação de descargas parciais que levam a um acúmulo de cargas na superfície isolante dos cabos testados.. Observou-se que a não remoção das cargas acumuladas em cabos promoveu uma elevação na tensão disruptiva mediana de, aproximadamente, 29% e 16% para os impulsos de tensão de polaridade positiva e negativa, respectivamente. Uma ressalva acerca do aumento na suportabilidade da estrutura frente a impulsos de tensão de polaridade negativa deve ser feita. Descargas superficiais foram verificadas para a extremidade do cabo, levando à remoção natural de cargas que se acumularam em

impulsos anteriores. Sendo assim, apesar do valor suportável não ser o real presenciado em condições normais de operação, ele pode ser visto como um indicativo razoável de suportabilidade. Por conseguinte, não foi possível uma total eliminação de descargas superficiais para a extremidade do cabo em virtude do elevado comprimento necessário nos testes com polaridades negativas.

Outra observação importante extraída deste trabalho reside na distribuição de cargas positivas e negativas ao longo da cobertura isolante do cabo. A premissa de que cargas positivas e negativas apresentam distribuições e densidades distintas ao longo do cabo explica a menor suportabilidade de cabos cobertos frente a impulsos de polaridade negativa.

O efeito de perfurações na cobertura isolante de cabos também foi considerado na determinação da suportabilidade da estrutura. Verificou-se que perfurações localizadas a distâncias próximas ao isolador (0 a 20 cm) acarretaram uma redução máxima na tensão disruptiva de 41,4% ao passo que, para distâncias superiores a 40 cm, não se verificou redução significativa na suportabilidade de cabos perfurados na estrutura em análise considerando aplicações de tensão de polaridade positiva.